在长期运行过程中,人工湿地产生大量的大型水生植物,若不合理处置,既影响人工湿地污染净化效果,又会产生二次污染,因此,大型水生植物资源化利用成为了近年来研究的热点之一。本论文研究了大型水生植物固态连续发酵的方法,并将去除磷后的大型水生植物发酵液用作污水生物处理活性污泥释磷的碳源,探索大型水生植物资源化利用新方法,为工程化应用提供依据。固态连续发酵是以固体基质为发酵底物,在发酵过程中连续进水,不断带出发酵液,从而使发酵液各组分相对稳定的一种发酵方法。以圆币草(Hydrocotyle vulgaris)、西伯利亚鸾尾(Iris sibirica L.)和芦苇(Phragmites communis Trin.)作为发酵底物进行固态连续发酵,研究结果表明西伯利亚鸢尾固态连续发酵效果最好,单位质量西伯利亚鸾尾的COD总累积产率最高,达0.61 g/g VS,该发酵液中主要成分为挥发性有机酸,稳定发酵阶段发酵液中挥发性有机酸浓度占COD的60%以上。研究发现通过控制水力停留时间可以调节固态连续发酵出水COD浓度,但水力停留时间长短对发酵液中COD总累积量影响较小。发酵液中COD:N:P约为200:3.5:1,氮磷与COD比例较低。该发酵方法操作简便,适合在人工湿地现场实现大型水生植物的工程化应用。利用发酵所得大型水生植物发酵液的过程中,发酵液中磷会造成副作用,因此,本论文探索鸟粪石结晶法和羟基磷酸钙结晶法去除高氮磷摩尔比发酵液中磷的可行性。研究结果表明鸟粪石结晶法能够去除高氮磷摩尔比水体中氮磷,其最适pH为9.3,高氨氮浓度可以提高除磷效果和沉淀物中磷酸镁铵的纯度。由于发酵液除磷方法的选择依据为发酵液中钙镁离子的比例,而西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液中钙镁摩尔比分别为1.8:1和5.8:1,因此,更加适合采用羟基磷酸钙结晶法去除发酵液中磷酸盐。由于钙磷摩尔比高于2,高于形成羟基磷酸钙所需比例,因此,无需补充钙离子,只要调节pH就能有效去除发酵液中磷酸盐。当pH为8.5时,西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液磷去除率分别为89%和91%。沉淀物沉降性能良好,X射线荧光光谱分析结果表明沉淀物中P2O5质量分数超过25%,主要成分为羟基磷酸钙。当pH大于8.5,沉淀物中碳酸钙含量会随着pH上升而增加,降低了沉淀物中羟基磷酸钙含量。因此,采用羟基磷酸钙结晶法能有效去除这两种大型水生植物发酵液中磷酸盐,其适合的pH值为8.5。为了有效利用去除磷的水生植物发酵液,本文还开展了以大型水生植物发酵液作为碳源的活性污泥厌氧释磷试验。结果表明,在厌氧条件下,大型水生植物发酵液能够有效促进活性污泥中聚磷菌释放磷酸盐。活性污泥混合液悬浮固体浓度(MLSS)为1000mg/L时,添加发酵液量使体系中乙酸钠等效COD浓度为200 mg/L时,活性污泥释磷程度最大,磷酸盐-磷释放出量为28.95mg/L。。厌氧释磷反应时间应该控制在2h以内,延长反应时间会使活性污泥衰亡。因此,添加大型水生植物发酵液可以促进活性污泥厌氧放磷,该新方法不仅能回收活性污泥中磷,而且能实现大型水生植物的资源化利用。通过本文的研究结果表明,采用固态连续发酵技术对大型水生植物进行处理可以得到富含挥发性有机酸的发酵液,获得的发酵液经除磷后可作为碳源用于人工湿地和污水处理厂生物反应器除磷。这一技术不仅解决了人工湿地水生植物处置困难的问题,还可以用于提高污水处理除磷效率,为工程应用提供了科学依据,对大型水生植物资源化利用具有重要意义。